精制焦炉煤气管道腐蚀原因分析及对策

魏新莉

（宁波钢铁股份有限公司能环部，浙江宁波315000）

精制焦炉煤气管道腐蚀原因分析及对策

魏新莉

（宁波钢铁股份有限公司能环部，浙江宁波315000）

由于炼钢厂精制焦炉煤气管道积灰导致煤气过滤器堵塞严重，通过分析管道内粉末的组成及形成原因，提出了相应的解决措施，实施后取得显著效果。

精制焦炉煤气管道；积灰；堵塞；防腐

1 引言

宁钢厂区内精制焦炉煤气管道全长约2000 m，采用Ø219×6的碳钢管道，输送的介质为二次脱硫脱萘后的加压焦炉煤气，输送压力为0.8 MPa，主要用户有：炼钢厂连铸坯切割、炼钢厂点阀箱、热轧厂点阀箱以及RH真空包工位烘烤。炼钢厂近期出现了火焰切割小车煤气过滤器堵塞严重的情况，清堵周期由原来的15天增加到每天一次。清理出来的杂质为黑褐色粉末，对粉末检测结果为：Fe含量46.91%，C含量8.72%，S含量在60%以上。根据检测结果以及对粉末颜色的专业判断，应有一部分单体硫以及铁的氧化物。

2 精制煤气管道内粉末形成原因

2.1 管道内积灰组成分析

因硫化亚铁为黑褐色固体，单体硫为黄色易燃物质，初步判断管道积灰中含有固体硫化亚铁FeS、固体碳C、单体硫S。为了进一步验证判断结果，对取来的粉末进行点燃，粉末可以燃烧同时散发出一种特别的硫磺味，由此推断以上判断正确。

2.2 积灰形成原因分析

（1）硫化亚铁形成原因

精制焦炉煤气中含有饱和水，煤气经加压后，煤气中的饱和水大量析出，由于夏季温度高，煤气含湿量大，管道内游离水较多，焦炉煤气中含有的硫化氢气体溶于水（1：2.6），形成弱酸性物质，称为氢硫酸。氢硫酸与铁发生化学反应生成硫化亚铁（FeS），FeS覆盖在管壁上，形成的H2进入焦炉煤气中。反应式如下：

精制焦炉煤气系统最大处理能力为1200 m3/h，目前，精制焦炉煤气最大输送量为1400 m3/h，超出精制系统最大能力，精制煤气H2S含量一直超过同行业标准。尤其2014年4月10日～5月16日焦化脱硫工段年修45天期间，精制焦炉煤气中的H2S含量最大2800 mg/m3。

由于精制煤气主管道内长期含有超标的H2S，加之今年脱硫系统年修45天，加剧了H2S的腐蚀程度。

（2）单质硫S形成原因

H2S的H—S键较弱，不稳定，在加热条件下发生分解反应，生成单质S和氢气：

2014年7月份以来，宁波连续进入高温季节，加之焦化脱硫工段年修，硫化氢含量高，两者条件下，易使煤气中的H2S部分分解，形成单质硫进入管道中。

（3）积灰中单质碳C的形成

精制煤气的精制塔填料主要为活性炭和自产焦炭，活性炭采用Ø3～5 mm的柱状颗粒，自产焦炭粒径在40～50 mm。填料之间分层装填，每层之间用不锈钢网固定，填料的最下层和最上层分别装100 mm厚的Ø10～30球状白色惰性铝球，铝球再用不锈钢丝网固定。本次管道积灰中未发现白色粉末状物体，可以推断不存在填料未压实的情况。

通过各种原因分析，最后确定引起管道积碳的主要原因为：填料在运输装填过程中，由于外力作用，会存在少量细微的碳粒。在装填结束后未将精制塔中的碳粒吹扫，使得碳粒进入管道，随气流进入用户。

3 采取的对策

3.1 解决主管道内游离水措施

精制焦炉煤气主管道上未设排水装置，仅在压缩机二级缸上及缓冲罐底部设有排水阀，动力巡检每小时排一次水，即使如此，也无法将所有冷凝水及时排出。需要在管道沿线最低点设一定数量的排水罐，解决管道内积水问题。

3.2 解决目前管道积灰措施

利用9月5日公司系列定修，连铸双线停12 h的机会，全停精制焦炉煤气系统，对含精制塔在内的全厂精制焦炉煤气主管网进行氮气吹扫。打开管道末端及沿线的放散管，利用高压氮气对管道进行彻底清扫。

3.3 解决管道内防腐措施

现有管道内防腐无法进行在线补做，对腐蚀穿孔的管段进行更换，对更换下的管线做腐蚀性预判，如果腐蚀严重，则对管道进行更新改造，新建管道做内防腐涂层。

3.4 解决脱硫工段年修期间硫超标问题

脱硫工段每2年年修一次，年修后，对精制煤气填料造成严重污染，使填料失效。填料更换周期为1年，为此，可以协调焦化厂和设备部，尽量将脱硫年修与更换填料同步进行（即填料更换周期前一个月进行），脱硫年修结束后，立刻更换被污染失效的填料，避免填料提前失效影响后续脱硫效果。同时将脱硫工段年修尽量安排在冬季，在煤气中饱和水较少时进行，可以减弱H2S对管道内壁的腐蚀。

3.5 解决精制系统能力不足及系统设计缺陷问题

在宁钢用气规划中，将引入天然气纳入规划中，天然气为清洁能源，适合连铸切割、点阀箱等用量小、质量要求高的用户。利用天然气替代精制焦炉煤气。

3.6 解决填料微粒碳进入管道问题

对精制塔填料装填要求进行完善，要求填料装填完毕后，利用蒸汽对装填新料的精制塔进行吹扫直至无灰尘溢出后，再并入系统。

3.7 解决炼钢连铸切割枪末端易堵塞问题

目前，炼钢连铸切割枪末端无氮气吹扫源，无法按照规定要求定期对支管吹扫，已要求炼钢增加管道N2吹扫头，定期对末端管道进行吹扫。

4 实施效果

按照以上对策，已对全厂精制煤气系统进行了氮气吹扫，对填料塔进行了蒸汽吹扫，在沿线几个最低点增加排水罐，更换了腐蚀穿孔的管道，在炼钢厂在进口总管加装过滤器；在连铸切割枪前煤气管道上增加氮气吹扫头。目前精制煤气管道运行正常，取得了显著的效果。但是鉴于管道内部腐蚀严重，通过鉴定，需将管道全线更新，计划新管道于9月份投运，新管道投运后腐蚀堵塞问题将得到彻底解决。

Analysis of Corrosion Causes of Refined Coking Gas Pipes and Countermeasures

WEI Xinli
（EnergyandEnvironmentDepartmentofNingboIronandSteelCo.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang315000,China）

Dust deposit in the pipes of refined coking gas led to serious blockage in gas filters.Through analysis of the composition of powders in the gas pipes and the causes of formation,corresponding solutions were put forward,which have produced significant results after implementation.

pipe of refined coking gas;dust deposit;blockage;corrosion prevention

TQ547.8

B

1006-6764(2014)12-0028-02

2014－09－02

魏新莉（1967－），女，1989年毕业于哈尔滨建筑工程学院燃气专业，高级工程师，现从事冶金动力运行管理工作。